JP3143208B2 - 模擬視界発生方法 - Google Patents
模擬視界発生方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、コンピュータを用い
た模擬視界発生方法に関するものである。
た模擬視界発生方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータグラッフィックスにおい
て、データベース上に格納され仮定された三次元の情景
を構成する多角形面上に必要な模様を付して、指定され
た視点から見た二次元画像として表示を行なう方法があ
る。情景を構成する多角形（「ポリゴン」という）面上
の必要な模様は、テクスチャと呼ばれ、複雑で不均一な
色や輝度のパターンを言う。各ポリゴンは、一枚一枚の
平面で構成され、データベース上の平面を視点から見た
情景になるように平行回転移動をして表示されるため、
テクスチャを与えない場合は、海面や地面などは単なる
青あるいは茶色の平面として表示される。図８（ａ）に
テクスチャを与えない海面、図８（ｂ）にテクスチャを
与えた海面の表示例を示す。
て、データベース上に格納され仮定された三次元の情景
を構成する多角形面上に必要な模様を付して、指定され
た視点から見た二次元画像として表示を行なう方法があ
る。情景を構成する多角形（「ポリゴン」という）面上
の必要な模様は、テクスチャと呼ばれ、複雑で不均一な
色や輝度のパターンを言う。各ポリゴンは、一枚一枚の
平面で構成され、データベース上の平面を視点から見た
情景になるように平行回転移動をして表示されるため、
テクスチャを与えない場合は、海面や地面などは単なる
青あるいは茶色の平面として表示される。図８（ａ）に
テクスチャを与えない海面、図８（ｂ）にテクスチャを
与えた海面の表示例を示す。
【０００３】このようなテクスチャを与えるのは、主に
以下の理由による。
以下の理由による。
【０００４】まず、第１に図８からもわかるように、
映像を実界に近いリアルなものとすることができる。
映像を実界に近いリアルなものとすることができる。
【０００５】第２にコンピュータグラフィックを応用
して飛行機、自動車等の訓練用シミュレータを構成した
場合、パイロット等の訓練者に速度感や距離感などをよ
り正確に与えることができる。
して飛行機、自動車等の訓練用シミュレータを構成した
場合、パイロット等の訓練者に速度感や距離感などをよ
り正確に与えることができる。
【０００６】第３に複雑な模様表現をポリゴンを用い
ずに発生させることができるため、ハードウェアの計算
量を減らせることができる。などである。
ずに発生させることができるため、ハードウェアの計算
量を減らせることができる。などである。
【０００７】テクスチャの発生原理は、通常のポリゴン
とは逆の経路で、表示装置であるＣＲＴ上の各画素を予
めパターンがストアされているテクスチャメモリのアド
レスへ対応させることによっている。この操作を「マッ
ピング」と呼ぶ。
とは逆の経路で、表示装置であるＣＲＴ上の各画素を予
めパターンがストアされているテクスチャメモリのアド
レスへ対応させることによっている。この操作を「マッ
ピング」と呼ぶ。
【０００８】図９に通常の模擬視界発生の変換、図１０
にテクスチャマッピングで用いられる逆変換の手順を模
式的にしたものを示す。
にテクスチャマッピングで用いられる逆変換の手順を模
式的にしたものを示す。
【０００９】図９は、通常の変換、すなわちデータベー
ス座標系で定義されたポリゴンをスクリーン座標に変換
する過程を示す。データベース座標系で定義されたバー
テックス（例えば、図９の立方体の一点）は、パイロッ
トの視点位置および向きに応じて平行移動、回転移動の
変換を施されて、視点座標系に変換される。視点座標系
に変換されたバーテックスは、さらにバーテックスが囲
むポリゴンが視点から見えるような幾何学的処理、すな
わち透視変換を受け、スクリーン座標に変換される。す
なわち、データベース座標でのある点（Ｘe，Ｙe，
Ｚe）は、平行および回転移動により、視点座標系の点
（ＸP，ＹP，ＺP）に変換され、さらに透視変換によっ
てスクリーン座標（ＸS，ＹS）に変換される。
ス座標系で定義されたポリゴンをスクリーン座標に変換
する過程を示す。データベース座標系で定義されたバー
テックス（例えば、図９の立方体の一点）は、パイロッ
トの視点位置および向きに応じて平行移動、回転移動の
変換を施されて、視点座標系に変換される。視点座標系
に変換されたバーテックスは、さらにバーテックスが囲
むポリゴンが視点から見えるような幾何学的処理、すな
わち透視変換を受け、スクリーン座標に変換される。す
なわち、データベース座標でのある点（Ｘe，Ｙe，
Ｚe）は、平行および回転移動により、視点座標系の点
（ＸP，ＹP，ＺP）に変換され、さらに透視変換によっ
てスクリーン座標（ＸS，ＹS）に変換される。
【００１０】これに対して、テクスチャマッピングは、
図１０に示すようなスクリーン座標（ＸS，ＹS）からデ
ータベース座標系への逆変換として表される。図１１の
フロー図に示すように、スクリーン座標から地球座標系
への変換は次の通りである。ＣＲＴ上の各画素すなわち
スクリーン座標上の一点（ＸS，ＹS）は、逆透視投影変
換により、例えばパイロットの視点を原点とした点（Ｘ
P，ＹP，ＺP）に変換され、さらに回転及び平行移動に
より、地球座標系のポリゴン平面上の一点（Ｘe，Ｙe，
Ｚe）に変換された後、仮定した水平平面すなわちテク
スチャプレーンに正射影させるテクスチャ空間マッピン
グにより、テクスチャ座標（ＸT，ＹT）に変換される。
（ＸT，ＹT）は、与えられたスクリーン座標（ＸS，
ＹS，ＺS）に対応するテクスチャ値を得るために予めテ
クスチャパターンをストアしたメモリのアドレスとな
る。
図１０に示すようなスクリーン座標（ＸS，ＹS）からデ
ータベース座標系への逆変換として表される。図１１の
フロー図に示すように、スクリーン座標から地球座標系
への変換は次の通りである。ＣＲＴ上の各画素すなわち
スクリーン座標上の一点（ＸS，ＹS）は、逆透視投影変
換により、例えばパイロットの視点を原点とした点（Ｘ
P，ＹP，ＺP）に変換され、さらに回転及び平行移動に
より、地球座標系のポリゴン平面上の一点（Ｘe，Ｙe，
Ｚe）に変換された後、仮定した水平平面すなわちテク
スチャプレーンに正射影させるテクスチャ空間マッピン
グにより、テクスチャ座標（ＸT，ＹT）に変換される。
（ＸT，ＹT）は、与えられたスクリーン座標（ＸS，
ＹS，ＺS）に対応するテクスチャ値を得るために予めテ
クスチャパターンをストアしたメモリのアドレスとな
る。
【００１１】スクリーン上の座標（ＸS，ＹS，ＺS）と
地球座標上の一点（Ｘe，Ｙe，Ｚe）の関係は、以下の
通りである。
地球座標上の一点（Ｘe，Ｙe，Ｚe）の関係は、以下の
通りである。
【００１２】
【数１】
【００１３】ここで
【００１４】
【数２】
【００１５】は地球座標系で表した視点座標。
【００１６】
【数３】
【００１７】は地球座標系に対するスクリーンの方向及
びスクリーンサイズ等から決するマトリクス。
びスクリーンサイズ等から決するマトリクス。
【００１８】このような逆変換が正確に行われることに
よって視点が移動しても、ポリゴン上に与えられたテク
スチャパターンは、あたかもそのポリゴンに付属してい
るように固定してＣＲＴ上に表示することができる。
よって視点が移動しても、ポリゴン上に与えられたテク
スチャパターンは、あたかもそのポリゴンに付属してい
るように固定してＣＲＴ上に表示することができる。
【００１９】図１２のように、テクスチャを地面１２０
１にマッピングする場合を例にとる。地球座標系で表さ
れたテクスチャの原点１２０２を（ＸTO，ＹTO，ＺTO）
とすると、テクスチャ座標（ＸT，ＹT）は、以下のよう
になる。テクスチャはテクスチャプレーン１２０３のテ
クスチャ座標（ＸT，ＹT）をアドレスとして指定するこ
とにより図示しないテクスチャメモリから読出される。
なお、１２０４は視点（座標（ＸO，ＹO，ＺO））、１
２０５はスクリーン、１２０６は地球座標系の原点であ
る。
１にマッピングする場合を例にとる。地球座標系で表さ
れたテクスチャの原点１２０２を（ＸTO，ＹTO，ＺTO）
とすると、テクスチャ座標（ＸT，ＹT）は、以下のよう
になる。テクスチャはテクスチャプレーン１２０３のテ
クスチャ座標（ＸT，ＹT）をアドレスとして指定するこ
とにより図示しないテクスチャメモリから読出される。
なお、１２０４は視点（座標（ＸO，ＹO，ＺO））、１
２０５はスクリーン、１２０６は地球座標系の原点であ
る。
【００２０】
【数４】
【００２１】ＭT：テクスチャマッピングマトリクス
【００２２】ここで、図１２のように、テクスチャを地
面へ正射影するときは、
面へ正射影するときは、
【００２３】
【数５】
【００２４】と表わされる。
【００２５】従来のテクスチャマッピングは、このよう
に、ＣＲＴ上に表示されるテクスチャが定義されたポリ
ゴン上の各画素について逆変換を施し、テクスチャパタ
ーン値を得ることでテクスチャマッピングを行ってい
る。
に、ＣＲＴ上に表示されるテクスチャが定義されたポリ
ゴン上の各画素について逆変換を施し、テクスチャパタ
ーン値を得ることでテクスチャマッピングを行ってい
る。
【００２６】
【発明が解決しようとする課題】従来の方法では、テク
スチャパターンを地形上に固定して見えるようにマッピ
ングしていた。従って、テクスチャパターンが移動する
場合、例えば、航空機からのランディングライトや、自
動車の前照燈の地面への照明が地面上を移動するものに
ついては、実現することはできなかった。
スチャパターンを地形上に固定して見えるようにマッピ
ングしていた。従って、テクスチャパターンが移動する
場合、例えば、航空機からのランディングライトや、自
動車の前照燈の地面への照明が地面上を移動するものに
ついては、実現することはできなかった。
【００２７】この発明が解決しようとする課題は、視点
の移動に伴い動的に変化する輝度パターンを地形上へマ
ッピングして、ランディングライト等の模擬を可能にす
る模擬視界発生方法を提供することにある。
の移動に伴い動的に変化する輝度パターンを地形上へマ
ッピングして、ランディングライト等の模擬を可能にす
る模擬視界発生方法を提供することにある。
【００２８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る模擬視界発
生方法は、データベース上に格納され仮定された三次元
の情景を構成する多角形面上に必要な模様を付して、指
定された視点から見た二次元画像として表示を行なう模
擬視界発生方法において、仮定する移動体が備え指向性
を有する光源から放射された光が、視点位置から常に一
定距離に存在するとともに、方向を当該視点とともに移
動すると仮定するライトプレーンを照らすときに形成さ
れる輝度パターンを予めパターンメモリに格納し、スク
リーン面上の位置を視点から見たデータベースが仮定す
る地球上の座標へ逆変換し、前記ライトプレーンから当
該地球上の座標点に投影したときの位置をパターンメモ
リのアドレスとして求め、パターンメモリから読出した
輝度パターンより前記地球上の座標点におけるライト照
明として表示するものである。
生方法は、データベース上に格納され仮定された三次元
の情景を構成する多角形面上に必要な模様を付して、指
定された視点から見た二次元画像として表示を行なう模
擬視界発生方法において、仮定する移動体が備え指向性
を有する光源から放射された光が、視点位置から常に一
定距離に存在するとともに、方向を当該視点とともに移
動すると仮定するライトプレーンを照らすときに形成さ
れる輝度パターンを予めパターンメモリに格納し、スク
リーン面上の位置を視点から見たデータベースが仮定す
る地球上の座標へ逆変換し、前記ライトプレーンから当
該地球上の座標点に投影したときの位置をパターンメモ
リのアドレスとして求め、パターンメモリから読出した
輝度パターンより前記地球上の座標点におけるライト照
明として表示するものである。
【００２９】
【作用】ライトプレーンは常に視点から一定位置にある
と仮定するので、視点の位置にある光源から放射される
光は、常に同一の輝度パターンでライトプレーンを照ら
すことになる。これを予めパターンメモリに格納してお
く。視点の移動に伴って、表示装置のスクリーン面上に
写し出される地形が変化すると、常に同一の輝度パター
ンで照らされたライトプレーンも移動する。スクリーン
面上の情景の位置を視点から見たデータベースが仮定す
る地球上の座標へ変換する。その地球座標上にある点に
ライトプレーンから投影することにより、ライトプレー
ンの点とスクリーン面上に表示される地球座標上の点と
を対応させる。この対応させた座標をアドレスとしてパ
ターンメモリを読出す。読出された輝度パターンのデー
タは、対応する地球上の座標点からのデータと同じよう
に扱われて、視点から地形を見たときに光源からの光が
地形を照らしたように変換され、スクリーン面上に表示
される。
と仮定するので、視点の位置にある光源から放射される
光は、常に同一の輝度パターンでライトプレーンを照ら
すことになる。これを予めパターンメモリに格納してお
く。視点の移動に伴って、表示装置のスクリーン面上に
写し出される地形が変化すると、常に同一の輝度パター
ンで照らされたライトプレーンも移動する。スクリーン
面上の情景の位置を視点から見たデータベースが仮定す
る地球上の座標へ変換する。その地球座標上にある点に
ライトプレーンから投影することにより、ライトプレー
ンの点とスクリーン面上に表示される地球座標上の点と
を対応させる。この対応させた座標をアドレスとしてパ
ターンメモリを読出す。読出された輝度パターンのデー
タは、対応する地球上の座標点からのデータと同じよう
に扱われて、視点から地形を見たときに光源からの光が
地形を照らしたように変換され、スクリーン面上に表示
される。
【００３０】
【実施例】本発明に係る模擬視界発生方法の一実施例を
図面を用いて説明する。図１は、一実施例を説明する概
念図である。図２は手順を示すフロー図である。スクリ
ーン座標（ＸS，ＹS，ＺS）（ＺS＝１）を地球座標に変
換することは、従来の技術として説明した手法と同様で
あり、上述の式（１）により説明される。
図面を用いて説明する。図１は、一実施例を説明する概
念図である。図２は手順を示すフロー図である。スクリ
ーン座標（ＸS，ＹS，ＺS）（ＺS＝１）を地球座標に変
換することは、従来の技術として説明した手法と同様で
あり、上述の式（１）により説明される。
【００３１】仮想する地球空間に例えば航空機のパイロ
ットの視点１１があり、パイロットの操縦に従って移動
する。視点１１とほぼ同一位置には光源１２があり、視
点１１とともに移動する。光源１２は指向性を有し、一
定方向を照明するものとする。本発明において、ライト
プレーン１３が特徴的な概念である。図１に示したライ
トプレーン１３は、光源１２からのライト照明の形状及
び輝度を保持するメモリに対応した仮想的な平面であ
り、データベースにおける地球座標の空間上に存在する
ものではない。実施例の場合は、光源１２からの円形の
ライト照明による輝度パターン１４が保持されていると
考える。ライトプレーン１３の向き及び位置は、視点１
１からライトプレーン１３に下ろした垂線に一致するラ
イトベクトルＬにより定義され、その方向（ベクトル
Ｌ）は光源１２の照らし出す方向と定義している。ライ
トプレーン１３の原点１３０から視点１１までの距離｜
Ｌ｜は、常に一定であり、その方向は視点１１とともに
移動し、さらに独立に変えることができる。パイロット
は視点１１位置からスクリーン１５を通して地球座標上
の情景をスクリーン１５に投影した２次元画像を見るこ
とになる。なお、１６は地球座標系の原点である。
ットの視点１１があり、パイロットの操縦に従って移動
する。視点１１とほぼ同一位置には光源１２があり、視
点１１とともに移動する。光源１２は指向性を有し、一
定方向を照明するものとする。本発明において、ライト
プレーン１３が特徴的な概念である。図１に示したライ
トプレーン１３は、光源１２からのライト照明の形状及
び輝度を保持するメモリに対応した仮想的な平面であ
り、データベースにおける地球座標の空間上に存在する
ものではない。実施例の場合は、光源１２からの円形の
ライト照明による輝度パターン１４が保持されていると
考える。ライトプレーン１３の向き及び位置は、視点１
１からライトプレーン１３に下ろした垂線に一致するラ
イトベクトルＬにより定義され、その方向（ベクトル
Ｌ）は光源１２の照らし出す方向と定義している。ライ
トプレーン１３の原点１３０から視点１１までの距離｜
Ｌ｜は、常に一定であり、その方向は視点１１とともに
移動し、さらに独立に変えることができる。パイロット
は視点１１位置からスクリーン１５を通して地球座標上
の情景をスクリーン１５に投影した２次元画像を見るこ
とになる。なお、１６は地球座標系の原点である。
【００３２】上述のように、スクリーン座標（ＸS，
ＹS，ＺS）（ＺS＝１）を式（１）により地球座標
（Ｘe，Ｙe，Ｚe）に変換してある。次に、地球座標系
で定義されたライトプレーン１３の原点を（ＸLO，
ＹLO，ＺLO）とすると、スクリーン座標（ＸS，ＹS，Ｚ
S）におけるライトプレーン１３上の座標（ＸL，ＹL）
は、
ＹS，ＺS）（ＺS＝１）を式（１）により地球座標
（Ｘe，Ｙe，Ｚe）に変換してある。次に、地球座標系
で定義されたライトプレーン１３の原点を（ＸLO，
ＹLO，ＺLO）とすると、スクリーン座標（ＸS，ＹS，Ｚ
S）におけるライトプレーン１３上の座標（ＸL，ＹL）
は、
【００３３】
【数６】
【００３４】ここで、
【００３５】
【数７】
【００３６】ＭT：ライトプレーンから、地面への正射
影を示すマトリクス。
影を示すマトリクス。
【００３７】
【数８】
【００３８】ＭL：ライトプレーンの地球座標系に対す
る姿勢を示すマトリクス。ライトベクトルＬにより計算
される。
る姿勢を示すマトリクス。ライトベクトルＬにより計算
される。
【００３９】のように表わすことができる。
【００４０】このときの射影の状態は、図１に示すよう
に、ライトプレーン１３からライトの形状が、ポリゴン
１７で構成された地形上に正射影されるようになる。従
って、ライトプレーン１３に照らされる輝度パターン１
４が円形であるとし、ライトプレーン１３が地球平面の
ポリゴンに対して平行であれば、ポリゴン上のライト照
明は、円となり、斜めであれば楕円となる。
に、ライトプレーン１３からライトの形状が、ポリゴン
１７で構成された地形上に正射影されるようになる。従
って、ライトプレーン１３に照らされる輝度パターン１
４が円形であるとし、ライトプレーン１３が地球平面の
ポリゴンに対して平行であれば、ポリゴン上のライト照
明は、円となり、斜めであれば楕円となる。
【００４１】式（２），（３）により、（ＸL，ＹL）の
値は以下の形に表わすことができる。
値は以下の形に表わすことができる。
【００４２】 ＸL＝ａ0＋(ａ1ＸS＋ａ2ＹS＋ａ3)／ＺS (4)
【００４３】 ＹL＝ｂ0＋(ｂ1ＸS＋ｂ2ＹS＋ｂ3)／ＺS (5)
【００４４】ここで、ａ0，ａ1，ａ2，ａ3，ｂ0，ｂ1，
ｂ2，ｂ3は、フレーム毎に一定の定数である。
ｂ2，ｂ3は、フレーム毎に一定の定数である。
【００４５】また、平面では、
【００４６】 ＺS＝ｃ1ＸS＋ｃ2ＹS＋ｃ3 (6)
【００４７】の関係がある。
【００４８】（ＸL，ＹL）に座標変換されたスクリーン
座標（ＸS，ＹS，ＺS）は、（ＸL，ＹL）をアドレスと
して、ライトプレーン１３を構成しているメモリをアク
セスする。メモリにはあらかじめライト照明の形状、輝
度値がストアされている。このメモリは、例えばランデ
ィングライトの輝度パターンを保持するだけの容量を持
ち、ライト照明の範囲外になった（ＸL，ＹL）は、リミ
ットされ輝度値は最小となる。読出された（ＸL，ＹL）
は、対応する地球座標点における輝度を有する点とし
て、対応する背景（対応する地形面）の輝度と加算さ
れ、ビデオ信号が得られる。
座標（ＸS，ＹS，ＺS）は、（ＸL，ＹL）をアドレスと
して、ライトプレーン１３を構成しているメモリをアク
セスする。メモリにはあらかじめライト照明の形状、輝
度値がストアされている。このメモリは、例えばランデ
ィングライトの輝度パターンを保持するだけの容量を持
ち、ライト照明の範囲外になった（ＸL，ＹL）は、リミ
ットされ輝度値は最小となる。読出された（ＸL，ＹL）
は、対応する地球座標点における輝度を有する点とし
て、対応する背景（対応する地形面）の輝度と加算さ
れ、ビデオ信号が得られる。
【００４９】次に、本発明に使用する模擬視界発生装置
について、図３により説明する。図３に示したディジタ
ル計算機３０１及びビデオ計算機３０２は、従来からの
テクスチャの計算に用いているものと同様のものであ
る。ランディングライト発生装置３２０は新たに付加し
た装置である。
について、図３により説明する。図３に示したディジタ
ル計算機３０１及びビデオ計算機３０２は、従来からの
テクスチャの計算に用いているものと同様のものであ
る。ランディングライト発生装置３２０は新たに付加し
た装置である。
【００５０】ディジタル計算機３０１は、上記した原理
に基づいてマトリクス等の計算を行い、式（４），
（５），（６）で示した、各定数を計算する。
に基づいてマトリクス等の計算を行い、式（４），
（５），（６）で示した、各定数を計算する。
【００５１】ビデオ信号計算機３０２は、従来の模擬視
界発生装置に用いるものと同様のものであり、スクリー
ン座標（ＸS，ＹS，ＺS）における色を計算する。
界発生装置に用いるものと同様のものであり、スクリー
ン座標（ＸS，ＹS，ＺS）における色を計算する。
【００５２】マトリクスアキュムレータ３１１ａ，３１
１ｂは、ディジタル計算機３０１で計算された定数に基
づきそれぞれ、ａ1ＸS＋ａ2ＹS＋ａ3，ｂ1ＸS＋ｂ2ＹS
＋ｂ3の計算を行う。
１ｂは、ディジタル計算機３０１で計算された定数に基
づきそれぞれ、ａ1ＸS＋ａ2ＹS＋ａ3，ｂ1ＸS＋ｂ2ＹS
＋ｂ3の計算を行う。
【００５３】Ｚインバータ３０３は、マッピングされる
平面の方程式から、１／Ｚs＝１／(ｃ1Ｘs＋ｃ2Ｙs＋ｃ
3)の計算を行うものであり、従来の技術として説明した
場合にも用いるものである。
平面の方程式から、１／Ｚs＝１／(ｃ1Ｘs＋ｃ2Ｙs＋ｃ
3)の計算を行うものであり、従来の技術として説明した
場合にも用いるものである。
【００５４】乗算器３１３ａ，３１３ｂは、マトリクス
アキュムレータ３１１ａ，３１１ｂで計算された、ａ1
ＸS＋ａ2ＹS＋ａ3，ｂ1ＸS＋ｂ2ＹS＋ｂ3と、Ｚインバ
ータ３０３からの１／Ｚsとの乗算を行う。
アキュムレータ３１１ａ，３１１ｂで計算された、ａ1
ＸS＋ａ2ＹS＋ａ3，ｂ1ＸS＋ｂ2ＹS＋ｂ3と、Ｚインバ
ータ３０３からの１／Ｚsとの乗算を行う。
【００５５】アドレス発生器３１４ａ，３１４ｂは、乗
算器３１３ａ，３１３ｂによって乗算された値にそれぞ
れ定数ａ0，ｂ0を加算し、式（４），（５）に示したよ
うに、ＸL，ＹLの値をそれぞれ計算する。
算器３１３ａ，３１３ｂによって乗算された値にそれぞ
れ定数ａ0，ｂ0を加算し、式（４），（５）に示したよ
うに、ＸL，ＹLの値をそれぞれ計算する。
【００５６】リミッタ３１５ａ，３１５ｂは、アドレス
発生器３１４ａ，３１４ｂで計算されたＸL，ＹLが、輝
度パターンのあらかじめ定められた座標からその外にあ
る座標値であるかの判断を行い、外にあるものに対して
は最小の輝度となるアドレスをパターンメモリ３１６に
送る。
発生器３１４ａ，３１４ｂで計算されたＸL，ＹLが、輝
度パターンのあらかじめ定められた座標からその外にあ
る座標値であるかの判断を行い、外にあるものに対して
は最小の輝度となるアドレスをパターンメモリ３１６に
送る。
【００５７】パターンメモリ３１６は、輝度パターンを
ストアするメモリであり、光源によりライトプレーンを
照らしたときの照明の形状及びその輝度分布がストアさ
れる。その状態を模式的に示したものが、図４である。
ストアするメモリであり、光源によりライトプレーンを
照らしたときの照明の形状及びその輝度分布がストアさ
れる。その状態を模式的に示したものが、図４である。
【００５８】減衰テーブル３１７は、視点から地形上ま
での距離に応じて適当な明るさになるように、パターン
メモリ３１６から読出されたライトプレーンの輝度を減
衰させるテーブルである。この減衰テーブル３１７は、
ディジタル計算機３０１の指示により、光源のオン／オ
フの制御も行う。光源がオフされた場合は、輝度は最小
値となる。
での距離に応じて適当な明るさになるように、パターン
メモリ３１６から読出されたライトプレーンの輝度を減
衰させるテーブルである。この減衰テーブル３１７は、
ディジタル計算機３０１の指示により、光源のオン／オ
フの制御も行う。光源がオフされた場合は、輝度は最小
値となる。
【００５９】方向を変えられる複数の光源を模擬する場
合、２つの光源のライト方向のよって重なる部分が出
来、そのような場合、加算器３１８は、ライト照明のパ
ターンが重なった部分の輝度を加算することによって高
くする。複数の光源を持つ場合は、図３において点線で
囲んだランディングライト発生装置３２０を当該複数分
だけ備え、それらから外部輝度入力３１９として入力し
て加算することで模擬が可能となる。図５にこれらラン
ディングライト発生装置３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ
の接続を示す。図５では、光源Ａ，Ｂ，Ｃの３個がある
場合である。これによる輝度が、図６のようになったと
すると、各ランディングライト発生装置３２０Ｂ，３２
０Ｃ内の各加算器３１８は、異なる光源からの照明ライ
ト６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの重なった部分の輝度を足し
合わせて、明るくする働きがある。
合、２つの光源のライト方向のよって重なる部分が出
来、そのような場合、加算器３１８は、ライト照明のパ
ターンが重なった部分の輝度を加算することによって高
くする。複数の光源を持つ場合は、図３において点線で
囲んだランディングライト発生装置３２０を当該複数分
だけ備え、それらから外部輝度入力３１９として入力し
て加算することで模擬が可能となる。図５にこれらラン
ディングライト発生装置３２０Ａ，３２０Ｂ，３２０Ｃ
の接続を示す。図５では、光源Ａ，Ｂ，Ｃの３個がある
場合である。これによる輝度が、図６のようになったと
すると、各ランディングライト発生装置３２０Ｂ，３２
０Ｃ内の各加算器３１８は、異なる光源からの照明ライ
ト６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃの重なった部分の輝度を足し
合わせて、明るくする働きがある。
【００６０】このように計算されたスクリーン座標（Ｘ
S，ＹS，ＺS）におけるランディングライトによる輝度
は、ビデオ信号計算機３０２に入力され、背景であるも
のの輝度に加算される。
S，ＹS，ＺS）におけるランディングライトによる輝度
は、ビデオ信号計算機３０２に入力され、背景であるも
のの輝度に加算される。
【００６１】前記実施例では、輝度パターンは光源１個
で照射されることから円形とし、複数の光源から照射す
るときは図５のように重ね合わせているが、輝度パター
ンそのものを図７のように複数光源による照射状態にし
て、それらの内いずれかを選択するようにしてもよい。
この場合はどれを選択するかのコードを図３のディジタ
ル計算機３０１よりパターンメモリ３１６に送る必要が
ある。
で照射されることから円形とし、複数の光源から照射す
るときは図５のように重ね合わせているが、輝度パター
ンそのものを図７のように複数光源による照射状態にし
て、それらの内いずれかを選択するようにしてもよい。
この場合はどれを選択するかのコードを図３のディジタ
ル計算機３０１よりパターンメモリ３１６に送る必要が
ある。
【００６２】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば視点と
ともに移動するライトプレーン上のパターンメモリに格
納したテクスチャを応用することにより、フレーム毎に
動的に変化する輝度を地形上へマッピングするため、視
点とともに移動する光源からのライト照明の模擬が可能
となる。
ともに移動するライトプレーン上のパターンメモリに格
納したテクスチャを応用することにより、フレーム毎に
動的に変化する輝度を地形上へマッピングするため、視
点とともに移動する光源からのライト照明の模擬が可能
となる。
【図１】本発明の一実施例を説明する概念図である。
【図２】本発明の手順を示すフロー図である。
【図３】本発明に使用する模擬視界発生装置のブロック
図である。
図である。
【図４】パターンメモリにストアした輝度パターンの形
状及びその輝度分布の状態を模式的に示した図である。
状及びその輝度分布の状態を模式的に示した図である。
【図５】ランディングライト発生装置３２０を複数接続
した図である。
した図である。
【図６】加算器３１８の働きを説明する図であり、３個
の光源Ａ，Ｂ，Ｃによる輝度を足し合わせる図である。
の光源Ａ，Ｂ，Ｃによる輝度を足し合わせる図である。
【図７】単一及び複数光源による４種類の輝度パターン
を示す図である。
を示す図である。
【図８】テクスチャを説明する図である。
【図９】通常の模擬視界発生の変換の手順を模式的に説
明する図である。
明する図である。
【図１０】従来のテクスチャマッピングで用いられる逆
変換の手順を模式的に説明する図である。
変換の手順を模式的に説明する図である。
【図１１】従来のテクスチャマッピングにおける座標変
換を説明するフロー図である。
換を説明するフロー図である。
【図１２】テクスチャを地面にマッピングする従来の例
を説明する図である。
を説明する図である。
１１ 視点 １２ 光源 １３ ライトプレーン １４ 輝度パターン １５ スクリーン １６ 地球座標系の原点 １７ ポリゴン ３０１ ディジタル計算機 ３０２ ビデオ計算機３０２ ３２０ ランディングライト発生装置 ３１１ａ，３１１ｂ マトリクスアキュムレータ ３０３ Ｚインバータ ３１３ａ，３１３ｂ 乗算器 ３１４ａ，３１４ｂ アドレス発生器 ３１５ａ，３１５ｂ リミッタ ３１６ パターンメモリ ３１７ 減衰テーブル ３１８ 加算器
Claims (1)
- 【請求項１】 データベース上に格納され仮定された三
次元の情景を構成する多角形面上に必要な模様を付し
て、指定された視点から見た二次元画像として表示を行
なう模擬視界発生方法において、仮定する移動体が備え
指向性を有する光源から放射された光が、視点位置から
常に一定距離に存在するとともに、方向を当該視点とと
もに移動すると仮定するライトプレーンを照らすときに
形成される輝度パターンを予めパターンメモリに格納
し、スクリーン面上の位置を視点から見たデータベース
が仮定する地球上の座標へ逆変換し、前記ライトプレー
ンから当該地球上の座標点に投影したときの位置をパタ
ーンメモリのアドレスとして求め、パターンメモリから
読出した輝度パターンより前記地球上の座標点における
ライト照明として表示することを特徴とする模擬視界発
生方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12982992A JP3143208B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 模擬視界発生方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12982992A JP3143208B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 模擬視界発生方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05303623A JPH05303623A (ja) | 1993-11-16 |
| JP3143208B2 true JP3143208B2 (ja) | 2001-03-07 |
Family
ID=15019260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12982992A Expired - Fee Related JP3143208B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-04-24 | 模擬視界発生方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3143208B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2928119B2 (ja) * | 1994-12-01 | 1999-08-03 | 株式会社ナムコ | 画像合成装置 |
| WO1996017324A1 (en) * | 1994-12-01 | 1996-06-06 | Namco Ltd. | Apparatus and method for image synthesizing |
| US6667741B1 (en) * | 1997-12-24 | 2003-12-23 | Kabushiki Kaisha Sega Enterprises | Image generating device and image generating method |
-
1992
- 1992-04-24 JP JP12982992A patent/JP3143208B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05303623A (ja) | 1993-11-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |